CN115405710B - 自闭式高速泄压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自闭式高速泄压阀，阀芯与阀体的锥面接触形成密封带，利用阀芯与阀体结合的圆柱面所产生的内泄量，作用于阀芯的各个端面，对阀芯形成向上的合力，弹簧克服此合力将阀芯压紧在密封带上。当电磁线圈供电，产生电磁力克服弹簧弹力，吸引阀芯微动上移，密封带消失，高压流体作用在阀芯密封带端面处的面积瞬间变大，对阀芯产生向上作用力，此力一方面加速阀芯的打开，提高响应时间和泄压流量，保证阀芯2ms内开启到位,另一方面阀芯上行到位后，此力亦对抗弹簧弹力维持阀芯打开状态，直至高压流体泄压至一定压力以下，阀芯在弹簧作用下复位，与阀体再次形成密封状态。此阀体特别适用于液压系统中对泄压有高速响应的情形。

Description

自闭式高速泄压阀
技术领域
本发明涉及电磁阀技术领域，尤其是涉及一种液压领域的自闭式高速泄压阀。
背景技术
随着液压领域自动化水平的不断提高，对于高速泄压的需求日益迫切。现有的技术（参考中国专利CN 103256267 A）着眼点在于，通过设计使阀芯前后端面的受力均衡，在电磁力的作用下，实现阀芯的打开与关闭，阀芯的开闭快慢取决于电磁力作用的大小，而电磁力的大小取决于线圈的尺寸、圈数和通过电流的大小，线圈过大、过多影响电磁铁的安装空间，电流过大影响线圈的散热，缩短线圈的使用寿命，导致现有结构的高速泄压时间均不能小于20ms,要想进一步提高阀芯的动作速度，需克服以上限制。
阀芯和阀体一般通过圆柱面滑动配合，配合精度过高会提高加工成本，配合精度过低会在圆柱面处产生内部泄漏，现有的技术把内部泄漏量视为弊端，没有进行合理化的利用。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的自闭式高速泄压阀，包括：中间开孔的阀芯10通过圆柱面1滑动安装在阀体2中，所述阀芯10与所述阀体2 的锥面接触形成密封带T，所述密封带T下侧为进油口A，上侧为出油口B，导向套筒8通过压紧螺母7和导向套筒调整垫片9固定在所述阀体2中，所述阀芯10通过圆柱面2与所述导向套筒8滑动配合，受力板4通过中间开孔的螺栓6与所述阀芯10连接，电磁铁铁芯1通过螺纹和调整圆环5固定在所述阀体上，所述电磁铁铁芯1与所述阀体2的圆柱结合面处设置密封圈13，所述电磁铁铁芯1下部开设圆环槽，缠绕电磁线圈14的绝缘骨架3安装在所述圆环槽内，所述电磁铁铁芯1下端的中心部位开设盲孔，所述盲孔内安装弹簧12和弹簧调整垫片11，所述弹簧12通过所述受力板4将所述阀芯10压紧在所述密封带T上，所述受力板4与所述电磁铁铁芯1下部端面之间留有磁隙，所述电磁线圈14由电源15提供瞬间电流。
附图说明
图1是本发明自闭式高速泄压阀的结构剖视图。
图2是图1中Ⅰ处的局部放大图，T点为阀芯10和阀体2接触形成的密封带。
图1中，1-电磁铁铁芯，2-阀体，3-绝缘骨架，4-受力板，5-调整圆环，6-螺栓，7-压紧螺母，8-导向套筒，9-导向套筒调整垫片，10-阀芯，11-弹簧调整垫片，12-弹簧，13-密封圈，14-电磁线圈，15-电源，A-进油口，B-出油口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，一种自闭式高速泄压阀，电磁线圈14未通电，进油口A流入的高压流体，经过圆柱面1内泄，因为这部分流体是经过圆柱面1的内泄，所以压力非常小甚至为0，如果不为0的话，一部分作用在阀芯10的下端面产生向上的力F1，一部分通过阀芯10和螺栓6的中间开孔流到受力板4上下端面，对受力板4产生向下的力F2，弹簧12克服F1和F2的合力，将阀芯10压紧在阀体2上，形成图2的密封带T。
如图2所示，密封带T将阀芯10的锥面分割为2个圆环，即T1和T2，高压流体作用在阀芯10的T1圆环和T1圆环对面等面积的台阶端面，高压流体对阀芯10的作用力为0，当电磁线圈14由电源15提供瞬间电流时，电磁力作用于受力板4，克服弹簧12的弹力，带动阀芯10上移微动，阀芯10移动瞬间，密封带T消失，高压流体瞬间作用在T2圆环上，对阀芯10产生向上的作用力F3，F3大于F1、F2、弹簧弹力三者的合力，加速阀芯10开启，阀芯10向上运动至导向套筒8下部端面形成锥面密封，防止高压流体向电磁铁铁芯1的方向流动，高压流体由出油口B流出。
如图2所示密封带T，为防止误动作，阀芯10的压紧力不能小于×N①，电磁铁需产生大于×N①的电磁力才能使阀芯10向上微动，根据公式电磁力F电=(NI)2u0S/2Kf2δ2，其中N:线圈匝数，I：电流，u0：真空磁导率，S：磁路截面积，Kf：漏磁系数，δ：气缝长度，除电流外，其他参数均按最理想尺寸设定，推导出电流为×A①，这样大的电流会导致电磁线圈14发热严重而影响寿命，因此此设计采用由电源15给电磁线圈14的提供瞬间电流的方式，缩短电磁线圈14的发热时间，解决电磁线圈14的发热问题，但这样做的弊端就是需要给电磁线圈12一定的冷却时间，不能连续做开启动作。
如图1所示，当进油口A的流体下降到一定压力时，流体对T2圆环的向上冲击力不足以克服弹簧12向下的弹力时，阀芯10自动复位，密封带T重新形成，等待下一动作开始。
①以上叙述仅对结构的说明和结构专利的发明申请，涉及具体参数数值用“×”代替，需要根据具体的情况对各个部分的参数进行计算，各个参数亦属于商业机密。

Claims (1)

1.一种自闭式高速泄压阀，其特征在于：其包括阀体（2）、阀芯（10）、弹簧（12）、电源（15）、导向套筒（8）、电磁铁；阀芯（10）为分段式结构，包括底部的圆柱一、中部的锥部、上部的圆柱二，阀体（2）设置有与圆柱一配合的圆柱面一，阀芯（10）通过圆柱面一滑动安装于阀体（2）中，锥部具有锥面，锥面在弹簧（12）的作用下，与阀体（2）的锥面接触形成密封带T，阀芯（10）密封带T处的锥面最大直径，大于阀体（2）圆柱面一处的孔的直径，所形成的密封带T将阀芯的（10）锥面分割为T1和T2两个圆环区域，圆柱一面向锥部的一端形成有台阶端面，高压流体作用在阀芯（10）的T1圆环和等面积的台阶端面，高压流体对阀芯10的作用力为0，电源（15）提供瞬间电流，阀芯（10）在电磁力的作用下向上微动，破坏密封带T，由于高压流体的作用面积增大而产生的额外作用力加速阀芯（10）的打开，并维持阀芯（10）的打开状态，并随着高压流体的压力下降，阀芯（10）自动复位关闭；所述阀芯（10）圆柱二通过圆柱面二与导向套筒8滑动配合，将主要油路与电磁铁分割成2个区域；所述导向套筒（8）通过厚度可更换的导向套筒调整垫片（9）调整与阀体（2）的相对位置，并由压紧螺母（7）压紧固定在阀体（2）上；所述阀芯（10）中间开孔，通过中间开孔的螺栓（6）与受力板（4）螺纹连接；所述电磁铁的电磁铁铁芯通过厚度可更换的调整圆环（5）调整与受力板（4）的距离，通过其自带螺纹固定在阀体（2）上，电磁铁铁芯下端面开设圆环槽，缠绕电磁线圈（14）的绝缘骨架（3）用强力胶固定并密封在所述圆环槽内，电磁线圈（14）由电源（15）进行供电；所述的电磁铁铁芯下端面中心部位开设平底圆孔，所述平底圆孔内放置弹簧调整垫片（11）和弹簧（12），弹簧（12）作用于受力板（4）的中心位置，将阀芯（10）压紧在阀体（2）的锥面处。
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